關(guān)于化纖生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)分析

李業(yè)儉

【摘 要】本文主要對化纖生產(chǎn)的工藝流程及化纖廢水處理進(jìn)行了分析，對環(huán)保型化纖新材料的發(fā)展進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】化纖生產(chǎn)；廢水處理；環(huán)境保護(hù)

化纖產(chǎn)品主要包括滌綸、粘膠、錦綸、腈綸、丙綸、氨綸、維綸、芳綸等八大類。各類化纖生產(chǎn)中會有廢水產(chǎn)出，對于廢水的高效處理一直是化工企業(yè)的發(fā)展方向，采用環(huán)保節(jié)能的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備也是化工企業(yè)努力的方向。本文主要對化纖生產(chǎn)工藝流程、化纖廢水處理進(jìn)行了分析，并對環(huán)?；w新材料進(jìn)行了簡單介紹。

一、化纖生產(chǎn)

1.1化學(xué)纖維

化學(xué)纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經(jīng)過制備紡絲原液、紡絲和后處理等工序制得的具有紡織性能的纖維。

1.2化纖生產(chǎn)的工藝流程

化學(xué)纖維一般是高分子聚合物，此成纖高聚物可直接取自于自然界，也可由自然界的低分子物經(jīng)化學(xué)聚合而得。高聚物應(yīng)具有適當(dāng)高的平均分子量和較窄的分子量分布；高聚物應(yīng)具有一定的熱穩(wěn)定性，其熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)應(yīng)比允許使用溫度高得多。將成纖高聚物加工成纖維，首先要制備紡絲液。紡絲液的制備有熔體法和溶液法兩種方法，分別對應(yīng)紡絲熔體和紡絲溶液。將紡絲熔體或溶液，用紡絲泵連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭的噴絲孔中壓出，呈液體細(xì)絲狀，再在適當(dāng)介質(zhì)中固化成細(xì)絲，這一過程稱為紡絲，這是化學(xué)纖維生產(chǎn)的核心工序。紡絲流體從噴絲孔中噴出剛固化的絲稱為初生纖維。初生纖維雖已成絲狀，但其結(jié)構(gòu)還不完善，物理機(jī)械性能較差，如強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差，沸水收縮率很高，纖維硬而脆等，還不能直接用于紡織加工。為了完善纖維的結(jié)構(gòu)和性能，得到性能優(yōu)良的紡織用纖維，必須經(jīng)過一系列的后加工。后加工隨化纖品種、紡絲方法和產(chǎn)品要求而異，其中主要的工序是拉伸和熱定型。

二、化纖生產(chǎn)的廢水處理

化纖廢水，主要是指在化纖產(chǎn)品合成制備過程中的生產(chǎn)廢水與沖洗設(shè)備、地面的沖洗廢水兩者組成的混合廢水，其中生產(chǎn)廢水主要有聚酯廢水、對苯二甲酸廢水、粘膠廢水等。化纖廢水無法得到有效處理會阻礙著化纖企業(yè)的發(fā)展。高濃度化纖廢水有嚴(yán)重致癌、致崎、致突變的危害，而采用現(xiàn)有的常規(guī)廢水處理方法來處理此類化纖廢水很難達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，有必要采用一些預(yù)處理方法來提高廢水可生化性，同時(shí)降低廢水毒性和部分COD，故目前化纖廢水處理按處理階段通常分為預(yù)處理工藝和生物處理工藝。

2.1預(yù)處理工藝

對化纖廢水進(jìn)行預(yù)處理的目的是去除化纖廢水中少量的懸浮固體，或者通過中和、均質(zhì)等方法對化纖廢水進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)。針對化纖廢水預(yù)處理技術(shù)目前主要有物理法、化學(xué)法和物化法等。下文主要對物理法與化學(xué)法進(jìn)行了闡述。

2.1.1物理法

現(xiàn)階段，化纖廢水預(yù)處理階段的物理處理方法中應(yīng)用最廣的是蒸餾法和吸附法。

蒸餾法是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸汽部分冷凝，從而實(shí)現(xiàn)其所含組分的分離。

活性炭吸附法以活性炭作為吸附劑，在化纖廢水處理中應(yīng)用較為廣泛。由于活性炭本身的發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，使其具有巨大的比表面積，表現(xiàn)出的吸附性能也較為優(yōu)越，可以有效去除廢水部分COD、色度和某些有毒的重金屬。但由于活性炭吸附容量以及再生過程等原因，活性炭吸附更多的應(yīng)用于化纖廢水的深度處理過程，在預(yù)處理過程中的應(yīng)用十分有限。

2.1.2化學(xué)法

在化學(xué)法處理化纖廢水過程中，主要有中和法、混凝沉淀法、高級氧化法等。

中和法就是指利用酸堿中和反應(yīng)來去除化纖廢水中過量的酸或堿，使其PH值達(dá)到中性的過程。而在化纖制品生產(chǎn)過程中通常會產(chǎn)生較多的酸性廢水，現(xiàn)階段對于此種廢水的中和方法主要有：利用化纖廠區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的堿性廢水或堿性廢渣進(jìn)行中和；向廢水中額外投加堿劑，但此舉成本較高，經(jīng)濟(jì)不可行；通過有中和性能的濾料過濾。

混凝沉淀法是重要的污水預(yù)處理的技術(shù)方法之一，已廣泛應(yīng)用于含較多懸浮顆粒的化纖廢水處理，但是應(yīng)用于含有高濃度溶解性有機(jī)物的化纖廢水目前還處于起步階段。通過向水中投加一些藥劑（通常稱為混凝劑及助凝劑），使水中難以沉淀的顆粒能互相聚合而形成膠體，然后與水體中的雜質(zhì)結(jié)合形成更大的絮凝體。絮凝體還具有較強(qiáng)吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)，最終形成沉淀去除的過程。通過混凝沉淀可以降低化纖廢水的濁度和色度，同時(shí)還可以去除化纖廢水中多種不溶性高分子物質(zhì)、有機(jī)物以及某些重金屬有毒物質(zhì)和放射性物質(zhì)等。

高級氧化法是一種用以高效氧化去除廢水中高濃度有機(jī)污染物的廢水處理技術(shù)，其利用反應(yīng)中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化活性的自由基作為主要氧化劑來氧化降解各類廢水中的難生物、有機(jī)物。根據(jù)產(chǎn)生自由基的種類和方式不同，高級氧化技術(shù)分類為：催化過硫酸鹽氧化工藝、臭氧氧化工藝、H2O2氧化工藝、紫外輻射工藝等。

2.2生物處理研究現(xiàn)狀

高濃度的化纖廢水經(jīng)預(yù)處理后仍需要經(jīng)過生物處理才可能達(dá)到化纖行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，常用的生物處理方法有氧溝法、生物膜法等。

常見的氧化溝工藝主要有一體化氧化溝、奧貝爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝、交替工作式氧化溝等幾類。

生物膜法因其COD去除率高、能耗較低而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，利用生物膜與廢水之間的相對運(yùn)動，使生物膜與廢水能夠充分接觸和反應(yīng)，促進(jìn)在固液兩相之間進(jìn)行的物質(zhì)交換，從而利用生物膜內(nèi)的大量微生物對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。

三、環(huán)保型化纖新材料的發(fā)展

3.1有色纖維

有色纖維是在聚酯的熔融紡絲過程中，通過添加著色母粒而生產(chǎn)帶有各種顏色的滌綸纖維。用有色紗生產(chǎn)的各類有色成品，本身已具有產(chǎn)品所需要的顏色，從原料到成品整個(gè)工藝流程中摒棄了印染工序，從而消除了紡織產(chǎn)品生產(chǎn)鏈中污染最為嚴(yán)重的印染環(huán)節(jié)對環(huán)境的污染。除此之外，色紡產(chǎn)品“先染后紡”的工藝，具有縮短工藝路線、節(jié)約用水、減少能耗、降低成本的明顯優(yōu)勢。最終產(chǎn)品外觀效果好、色澤均勻、色牢度高，是紡織行業(yè)的一項(xiàng)工藝革命和環(huán)保創(chuàng)新。

3.2新型再生纖維

竹纖維、大豆蛋白纖維、牛奶纖維和玉米聚乳酸纖維等纖維被稱之為第三代再生纖維。

原生性竹纖維，天然竹材鋸成生產(chǎn)上所需要的長度，采用機(jī)械、物理的方法去除竹子中的木質(zhì)素、竹粉、果膠等雜質(zhì)，從竹材中直接提取纖維。再生性竹纖維的原理與制作過程與粘膠纖維方法一致，優(yōu)缺點(diǎn)與粘膠纖維相同。

大豆蛋白纖維是利用大豆廢粕，運(yùn)用生物工程技術(shù)，將豆粕中分離出的球狀蛋白進(jìn)行提純，并通過助劑和生物酶的作用，使提純的球蛋白改變空間結(jié)構(gòu)，再添加羥基和氨基等高聚物，配制成一定濃度的大豆蛋白紡絲渡，熟成后，用濕法紡絲工藝紡成單纖0.9～3.0dtex的絲束，經(jīng)醛化穩(wěn)定纖維的性能后，再經(jīng)過卷曲、熱定型、切斷，制成短纖維，即可生產(chǎn)出各種長度規(guī)格的紡織用高檔纖維。

牛奶纖維是將液態(tài)牛奶去水、脫脂、加揉合劑制成牛奶漿，再經(jīng)濕紡新工藝及高科技手段處理而成。它的強(qiáng)度比棉、絲高，接近滌綸。玉米纖維是以玉米、小麥等淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸再經(jīng)聚合，紡絲而制成的合成纖維。

各種新型再生纖維由于原料、生產(chǎn)過程的不同，性能各有差異。但與傳統(tǒng)的纖維相比，其服用性能、對環(huán)境的影響等都有了明顯的改善，它們的開發(fā)應(yīng)用，使再生纖維素纖維的產(chǎn)品檔次得到了提升，符合人們追求舒適、自然環(huán)保的要求，其前景必定會越來越廣闊。

四、結(jié)束語

總之，化纖行業(yè)應(yīng)積極推進(jìn)以節(jié)能減排為目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)采用有利于環(huán)保的新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，加強(qiáng)綜合利用和清潔生產(chǎn)，建設(shè)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)、質(zhì)量效益型產(chǎn)業(yè)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]林世東.再生化纖行業(yè)的發(fā)展及其環(huán)境保護(hù)[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2009（04）：50-58.